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銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?

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online_member 發表于 昨天 22:16 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
宇宙中,存在有非常多不同的天體,有些天體我們已經發現了很多,并且對它們有了一定的研究,比如說一般的恒星、行星和衛星等;有些天體是科學家預測的可能存在的天體但是人類還沒有找到,比如說白洞;還有一些天體雖然存在,但是對于人類來說還非常神秘,因為它的一些特性讓人類很難正面研究它,比如說對于現在來說非常神秘的黑洞。
銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?4 / 作者:yPfiXGyC / 帖子ID:55210,217227

黑洞,早在1915年愛因斯坦的廣義相對論就提到了這個天體,并且預測了這個天體的存在,但是當時,由于技術原因,人類沒有找到黑洞。隨后,當人類對黑洞研究的更多,人們終于證明了黑洞確實存在,直達今年,黑洞的第一站照片正式面世,現在人類已經對黑洞有了一定的認識。

我們知道,黑洞是一個引力非常大的天體,在廣義相對論中是這樣描述的:黑洞是時空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體。所以一切物質只要進入了黑洞的視界范圍,那么就無法逃脫。正因為如此,我們并不能對其進行直接觀察,只能通過物體被黑洞引入吸入之前,所釋放的能量以及伽馬射線來獲得黑洞的信息;通過對周圍的恒星以及星際云氣團的運行軌跡,來捕捉黑洞的位置。
銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?17 / 作者:yPfiXGyC / 帖子ID:55210,217227

通過這些方式對黑洞的研究,科學家們知道,在星系的中心,會存在一個超大質量的黑洞,包括銀河系。根據科學家多年的研究,發現在銀河系中心存在一個質量巨大的黑洞人馬座A*,它的質量是太陽的370萬倍,是銀河系中質量最大的黑洞。我們知道,大多數黑洞都是由一顆質量巨大的恒星(大于太陽的8倍),經過了長達數十億年的核聚變之后,中心的氫和氦完全聚變成為其它元素,最終坍縮而形成。那么銀河系的中心黑洞難道也是由一顆質量巨大的恒星“死亡”后形成的嗎?

要回答這個問題,我們可以要先知道超大質量黑洞的兩種不同的形成方式。

第一種,由質量巨大的恒星形成。

我們最了解的黑洞形成方式就是由由恒星坍縮形成。在大爆炸以后,宇宙中產生了光子、夸克等基本粒子,然后這些基本粒子形成了質子和中子,隨后這些質子和中心一起形成了原子核,并且最終形成了宇宙中最早的元素氫和氦。這些氫和氦越來多,最后聚集成星際云團,最終,星際云團中形成了恒星,而恒星的中心就是氫。
銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?30 / 作者:yPfiXGyC / 帖子ID:55210,217227

氫會在恒星的內部不斷發生核聚變,不斷將氫變成了氦,當氫氣被消耗到一定程度以后,恒星就會變成超紅巨星。這時候,氫和氦還會不但發生核聚變,生成其它元素。當氫和氦基本被消耗殆盡以后,恒星會坍縮形成中子星;最后當中子星坍縮殘余的質量大于3.2個太陽質量時,最終就會形成黑洞。

最終,黑洞的大小和中子星的質量有關,質量越大,黑洞的質量也就越大。不過,目前為止,人類還沒有發現能夠直接在坍縮后就形成了像人馬座A*這樣大的黑洞的恒星。不過,這些黑洞并不是不會變化的。黑洞會隨著不斷吞噬周圍的物質,然后慢慢變大。宇宙中大部分超大質量黑洞都是由此產生。

第二種產生黑洞的方式是直接在大爆炸之后形成。

在宇宙大爆炸之后,大量的中性氫聚集在一起形成云團,就在這些云團當中,中性氫開始演化出恒星,但是由于質量太大,所以這些恒星在很短的時間內就坍縮形成了黑洞。這時候黑洞周圍的物質的密度很大,所以大量的物質被黑洞吞噬,最終形成了超大質量的黑洞。
銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?21 / 作者:yPfiXGyC / 帖子ID:55210,217227

那么銀河系中心黑洞是哪種方式生成呢?

如果銀河系中心的黑洞是由第一種方式生成,那么要形成想人馬座A*這么大的黑洞,必須經過數十億年吞噬或者和其它黑洞融合,才能形成如今的規模。這要花費的時間相對來說非常長,因為宇宙中的物質密度在大爆炸發生以后已經很小了。而宇宙才形成137億年,這個時間,可能并不足以讓銀河系中心黑洞發展到如今的規模。
銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?35 / 作者:yPfiXGyC / 帖子ID:55210,217227

所以銀河系中心黑洞,很可能是通過第二種方式生成。科學家推測,在最初的時間里,由于物質密度極大,所以黑洞在形成后,兩端出現巨大的物質噴流,這些噴射出去的物質獲得了原始的角動量,然后圍繞這黑洞運動,成為我們現在所看到的星系盤,在密度波的影響下,銀河系的旋臂漸漸生成,銀河系中其它的恒星和星系就在星系盤中不斷產生。最后,形成了我們現在看到的不斷旋轉的銀河系。
銀河系的中心黑洞是怎么來的?是一顆巨大恒星死亡后形成的嗎?60 / 作者:yPfiXGyC / 帖子ID:55210,217227

上面的這些黑洞或者銀河系的形成過程,我們今天當然見不到,不過根據科學家收集到的數據以及各種計算,最終得出了上面的這些結論。然而,畢竟這些事離我們太過遙遠,也許,未來隨著人類的不斷進步,我們的結論還會發生改變,就像宇宙的規律一樣,任何事情都是不斷運動的,不可能一成不變。

原文地址:今日頭條
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